鑒于砂土地層具有較大的流動(dòng)性和離散性,有必要針對(duì)砂土地層中盾構(gòu)施工對(duì)管線變形受力的影響規(guī)律進(jìn)行研究。通過理論計(jì)算、模型實(shí)驗(yàn)分析以及有限元模擬研究,獲得盾構(gòu)下穿過程周邊土體的位移傳遞規(guī)律和管線受力、變形響應(yīng)機(jī)理;研究不同管線加固措施等因素對(duì)管線結(jié)構(gòu)變形的影響規(guī)律,總結(jié)新建地鐵隧道施工誘發(fā)管線災(zāi)變防控技術(shù)。主要結(jié)論如下:（1）沉降時(shí)序性分析:開挖面距離管線約（2.5至1D）時(shí),盾構(gòu)擾動(dòng)的影響非常小,距離開挖面約（1至-1D）時(shí),開始進(jìn)行明顯下降,通過1D之后,地表沉降趨于穩(wěn)定。（2）不同管隧間距:隨著管隧間距增大,地表沉降值、管線最大沉降值和管線最大彎矩值減小,但沉降槽寬度系數(shù)則反而增加。不同土質(zhì):在粉質(zhì)黏土中比在砂土中,地表沉降值和管線埋深處的土體豎向沉降值減小,施工擾動(dòng)造成的影響范圍不變。在粉質(zhì)黏土中管線最大正彎矩相比在砂土中減小。管線剛度:小剛度管線受擾動(dòng)產(chǎn)生變形會(huì)相對(duì)增大,沉降曲線相對(duì)陡峻,管線剛度大小對(duì)沉降槽系數(shù)即反彎點(diǎn)的位置影響不大。（3）盾構(gòu)掘進(jìn)狀態(tài):螺旋排土器轉(zhuǎn)速越小,土倉壓力越大,管線沉降變形越小,當(dāng)土倉壓力增大到平衡狀態(tài)之后,管線出現(xiàn)隆起。螺旋排土器轉(zhuǎn)速對(duì)管線豎向變形曲... 

【文章來源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

管線受力示意圖

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）工程碩士學(xué)位論文11下穿管線情況下，管線受到彎曲應(yīng)力最大，故本文僅分析在垂直工況下管線變形受力規(guī)律。圖2-2隧道開挖影響示意圖文中對(duì)此受力模型進(jìn)行如下假定：（1）地下管線以及周邊土體是均勻連續(xù)彈性體，管線保持其截面不變，忽略管線本身初始應(yīng)力。（2）隧道開挖導(dǎo)致的土體變形不受既有管線的影響。借助Loganathan公式計(jì)算任意一點(diǎn)土體位移大小，即：20222222222222269.0)(38.1exp)()(2)())(43()(hzRhxzhxzhxzzhxzhzhxzhRUz（2-1）222022)(38.1exp)gR4()1(RHxgxHHUz（2-2）式中zU—豎直位移；Z0U—地表位移；泊松比—；g—間隙參數(shù)；x—距隧道軸線水平距離；Z—距地面垂直距離；H—隧道軸線埋深；R—隧道外半徑；

2管線變形受力理論計(jì)算120：土體損失率（不排水），表達(dá)式為：22220244)4/RggRRgRgRVloss（（2-3）式中g(shù)為間隙參數(shù)，通過預(yù)估g值，進(jìn)而預(yù)估0。lossV隧道土體損失率（mm/3）。Lee等（1992）通過綜合考慮隧道、管片、盾構(gòu)三者導(dǎo)致地層損失[41]，提出間隙參數(shù)表達(dá)式：DpguG3ppGG（2-4）pG—物理間隙，拼裝管片預(yù)留間隙。為注漿層折減系數(shù)，一般砂土取值0.3~0.15，黏土取值，0.4~0.2。3DU—盾構(gòu)前土層彈塑性變形，ω—施工影響。地基反力作用在地下管線截面上的力是環(huán)向且呈輻射狀的，計(jì)算管線整體受力變形情況，用等效集中應(yīng)力代替環(huán)向輻射狀反力，示意圖如圖所示：圖2-3管線受地基反力等效示意圖土體卸載引起管線周圍土體產(chǎn)生沉降，其各點(diǎn)位移大小用xU)(z表示，則地下管線受力公式可以表示為：xkdUxP)(z（2-5）式中d：管線直徑；k：地基反力系數(shù)（3/mkN），Terzaghi(1955)研究提出，埋深0Z處與地表處的地基反力系數(shù)k與0k的關(guān)系為:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]盾構(gòu)施工參數(shù)的地層適應(yīng)性模型試驗(yàn)及其理論研究[D]. 徐前衛(wèi).同濟(jì)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]盾構(gòu)施工對(duì)地下管線變形規(guī)律的室內(nèi)模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬分析[D]. 黃曉康.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[2]盾構(gòu)隧道施工對(duì)既有管線的影響研究[D]. 陳俊羽.廣西大學(xué) 2016
[3]地鐵隧道施工對(duì)既有管線影響研究[D]. 楊朋.西南交通大學(xué) 2012
[4]隧道施工引起的地層位移及其對(duì)鄰近地下管線的影響分析[D]. 馬濤.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3063686